Многоканальный мультивибратор

Многоканальный мультивибратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о о809499 ф

"\

f г, (61) Дополнительное к ввт. сеид-ву (22) Заявлено 23,0379 (21) 27 40328/18-21 5< М )(„з

Н 03 K 3/281 с присоединением заявки Но

l (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 28.0281. Бюллетень Hо 8

Дата опубликования описания 280281 (53) >4< 821.374..14 (088.8) Таганрогский радиотехнический институт им. ы;"Д;-Калмыкова (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫИ МУЛЬТИВИБРАТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, измерительной и в "ислительной техник" в частно 5 в многофазных синхронизаторах, коммутаторах.

Известен многофазный мультивибратор, каждый канал которого содержит два биполярных транзистора, два кон- . 10 денсатора, два диода и семь резисторов (4).

Однако известньи устройства очень сложны, так как каждый канал имеет большое количество конденсаторов, диодов и резисторов, в результате чего возрастает вес, габариты и стоимость указанных устройств °

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является много-, фазный кольцевой мультинибратор, содержащий четное число каскадов, включенных s кольцевую схему, при этом каждый каскад выполнен на инжекционнополевом тетроде с резисторным делителем в цепи коллектора, при этом резисторный делитель нечетного инжекционнополевого тетрода подсоединен к шине питания, эмиттеры всех тетродон подсоединены к общей шине и общую для всех каскадов времязадающую цепь, выполненную из двух нремязадающих резисторов и времязадающего конденсатора, один из выводов которого соединен со входами (базами) нечетных каскадов, другой нывод — со входами (базами) четных каскадов. Такой мультивибратор является простым и содержит один времязадаюший конденсатор (2).

Недостаток устройства — большой номинал конденсатора и ненадежный запуск.

Цель изобретения — расширение диапазона частот колебаний в сторону низких частот.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный кольцевой мультивибратор, содержащий К выходных шин,четное число каскадов, включенных в кольцевую схему, каждый каскад выполнен на инжекционно-поленом тетроде с резисторным делителем в цепи коллектора, при этом резисторный делитель нечетного каскада подсоединен к шине питания, а змиттеры всех инжекционно-полевых тетродов — к общей шине, два времязадающих резистора и конденсатора, один иэ выводов которого соединен со входами нечетных каскадов, а другой вывод — со входами четных каскадов, введено К выходных биполяр809499 ных транзисторов, К полевых транзисторов и К диодов межканальной связи, два времяэадающих полевых транзистора, тактовый генератор и управляющий биполярный транзистор, причем эмиттеры выходных биполярных транзисторов объединены с затворами полевых транзисторов межканальной связи и подключены к шине питания, их коллекторы к соответствующим выходным шинам, а базы — к средним точкам резисторных делителей четных каскадов, коллекторы о .инжекционно-полевых тетродов обетных каскадов через диоды межканальной связи подключены к стокам полевьж транзисторов межканальной связи, истоки которых соединены с коллектора- 15 ми инжскционно-полевых тетродов последующих нечетньм каскадов, резисторный делитель каждого четного каскада подключен к средней точке резисторного делителя предыдущего нечет- Щ ного к" ñêàäà, а первый времязадающий полевой транзистор — затвором к шине питания, стоком - к одной обкладке времязадающего конденсатора и к базам инжекционна-полевых тетродов нечетных 5 каскадов, а истоком — к средней точке резисторов времязадающей цепи и коллектору управляющего биполярного транзистора, исток и затвор второго времязадающего полевого транзистора объединены и подключены к шине питания, а его сток — к другой обкладке времязадающего конденсатора и к базам инжекционно-полевых тетродов четных каскадов, эмиттер управляющего биполярного транзистора подключен к шине питания, а его база — к выходу тактового генератора. Кроме того, базы инжекционно-полевых тетродов имеют разный тип проводимости с базами биполярно транзисторов и один тип 40 проводимости с истоками полевых транзисторов, а все инжекционно-полевые тетроды и пог звые транзисторы расположены на одной полупроводниковой пластине.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема трехканального кольцевого мультивибратора; на фиг.2 — эпюры напряжений.

Каждый каскад предлагаемого устрой-50 ства выполнен на инжекционно-полевом тетроде 1-6, резисторные делители нечетных каскадов состоят соответственно иэ резисторов 7 и 8, 11 и 12, 15 и 16, а четных — из резисторов 9 и 10, 13 и 14, 17 и 18, внутриканальная связь между каскадами осуществляется верхними плечами резисторных делителей 7 и 9, 11 и 13, 15 и 17, напряжение с каждой пары резисторов поступает на соответствующие входы вы- 60 ходньж биполярных транзисторов 19, 20 и 21. Такая внутриканальная связь позволяет исключить частичное закры-, вание каждого выходного биполярного транзистора в момент переключения не- 65

I >g =1со + т1об, (2) при этом входной ток I б„тетрода нечетного каскада принят по величине. намного меньше максимального тока включения тетрода нечетного каскада, т.е.

16„=1, -1у <1 „пж (т,„) (3) четных и четных каскадов . Межканаль— ная связь осуществляется полевыми тран зи сторами межк аналь ной связи 2 2, 23 и 24 и диодами межканальной связи

25,26 и 27, которые не позволяют течь токам стоков полевых транзисторов, когда потенциалы стоков превышают потенциалы истоков. Времяэадающая цепь состоит из резисторного делителя на резисторах 28 и 29, конденсатора 30 и полевых транзисторов

31 и 32, В устройство входит также тактовый релаксационный генератор 33 и управляющий биполярный транзистор

34. ."актовый релаксационный.генератор ЗЗ состоит из инжекционнополевого тетрода 35, коллектор которого через ре эи стор ный делитель на резисторах 36 и 37 подсоединен к шине питания, его эмиттер — к общей шине и в ремя з а дающей цепи, в ыполне иной на полевом, транзисторе 38, резисторе 39 и дополнительном конденсаторе 40, причем затвор полевого транзистора

38 подсоединен к шине питания, исток. через резистор 39 подключен к базе инжекционно-полевого тетрода, между базой и эмиттером которого подсоединен дополнительный конденсатор 40.

Работает мультивибратор следующим образом, При подаче на схему напряжения Е тетрод одного иэ четных каскадов, имеющий наименьшее напряжение максимума U откроется, например тетmax род 2, остальные тетроды будут в противоположном (закрытом) устойчивом состоянии. Времязадающий конденсатор 30 заряжается через открытый вход тетрода 2? током стока I времязадающего полевого транзистора 31 в моменты времени (t-Т ) входного сигнала и суммарным обратным током тетродов всех нечетных каскадов

1 ОоР 1 3= 1со+ - обр i "ход ной ток тетрода нечетного каскада, представляющий собой ра з нос ть между зарядным током конденсатора 30 и его током утечки I+ должен быть больше максимального тока включения S -образной вольт-амперной характеристики инжекционно-полевого тетрода

16Х 1) 1У "1 в Ц)(ПРИ (1) () )

В моменты времени входного сигнала

Г„времязадающий конденсатор 30 заря- .

t жает ся током I представляющим собой

1 ток стока I почти закрытого полевого транзистора 31 и обратных токов тетродов нечетных каскадов, т. е.

809 499

Поэтому с каждым последующим периодом колебаний тактового релаксационного генератора 33 потенциал напряжения на времязадающем конденсаторе 30 ступенчато возрастает до максимального напряжения, напряжения включения одного из закрытых тетродов нечетных каскадов.

На фиг.2а изображена эпюра входного напряжения U y с периодом колебания t тактового релаксационного re- 10 нератора 33 с. длительностью импульса Г„; на фиг,2б — эпюра напряжения на времязадающем конденсаторе 30 со стороны тетрода четного каскада. Величина напряжения последующей ступеньки равна предыдущей, так как заряд конденсатора осуществляется от генератора тока, каковым и является времязадающий полевой транзистор 31 и определяется выражением г 1) 4 fm(g a) (Q»»1 ) 1 (4) 20

1Ф щ= — »и = — Q=- -, I ik, Iv, <-4

Количество ступенек и определяется выражением 25

;.,„с 2(и и — <.г 1 ) и= „1„,1» (е.,) (g „) (5)

C учетом выражений (4) и (5) периоды четной и нечетной фаз мультивибратора выражаются соответственно формулами: с с(и -и (6).

l l-11 I y

Коэффициент увеличения периода колебаний N нечетной фазы мультивибратора относительно четной с учетом выражений (6) и (7) вычисляют по формуле 40 и

t„. Q (m — q1 .:. - Г =с:ю=ъ (Из формулы (8) следует, что коэффициент увеличения периода N стремится

C<- m к бесконечности () при m а

1 ,@ 1; при m =1 коэффициент увеличения периода колебаний описывается более простым выражением и- (50

Q-1 (9) и зависит лишь от скважности входного импульса в тактовом генераторе.

Подготовленными к работе относительно открытого тетрода четного каскада 2 оказываются сразу два тетрода 1и 3 нечетных каскадов, необходимо, чтобы включился последующи и тетрод 3, что достигается большиМ падением напряжения на его резисторном 40 делителе из резисторов 11 и 12 по сравнению с падением напряжения на верхнем плече рез»касторного делителя на резисторах 7 и 8. Поэтому откроется тетрод 3, а тетрод 2 закроется 65 благодаря коммутирующему воздействию времязадающего конденсатора 30.

Таким образом, в мультивибраторе устанавливается новое устойчивое состояние с открытым тетродом 3 нечетного каскада, который готовит к работе по кольцу следующий четный каскад на тетроде 4. Далее все процессы повторяются и открытое состояние передается последовательно по кольцу от одного каскада к другому, »о с разньь<и периодами для четной и нечетной фаз. Управление работой нечетного времязадающего полевого транзистора 31 осуществляется тактов ьм релаксационным генератором 33 посредством управляющего биполярного транзистора 34.

Тактовый релаксационный генератор

33 работает следующим образом.

При подаче напряжения питания (Е) происходит заряд дополнительного конденсатора 40 током стока полевого транзистора 38 до напряжения включения, после чего происходит включение тетрода 35 и дополнительный конденсатор разряжается до напряжения вы<лючения, которое является минимальным и равно падению напряжения открытого перехода база-эмиттер тетрода 35.

После разряда конденсатора 40 тетрод

35 выключается и весь процесс повторяется вновь.

На фиг.2(в-д) изображены эпюры напряжений на выходе каждого канала, когда между коллекторами выходных биполяр»гых траегзисторов и общей ши— йой подсоепинены нагрузочные резисторы (на фиг.1 не показаны)- Введение несимметрии в работу предлагаемого мультивибратора автоматически позволяет осуществить его надежный запуск, тогда как в известном мультивибраторе для надежного запуска требуется дополнительное введение элементов цепи задержки.

Предлагаемый мультивибратор при,меняется в отечественном радиозонде, служащим для измерения параметров атмосферы земли температуры влажности давления, так как отвечает предъявляемым требованиям к полетной массе радиозонда, одним из которых является малый вес.

Формула изобретения

1. Многоканальный мультивибратор, содержащий К выходных шин, четное число каскадов, включенных в кольцевую схему, каждый каскад выполнен на инжекционно-полевом тетроде с резисторным делителем в цепи коллектора, при этом резисторный делитель нечетного каскада подсоединен к шине питания,.эмиттеры всех инжекцио» но-полевых тетродов подсоединены к общей. шине, два вг.-мязадакщих ре7

80! 499 эистора и конденсатора, один иэ выводов которого соединен со входами нечетных каскадов, а другой вывод— со входами четных каскадов, о т л ичаю щи и с я тем, что, сцелью расширения диапазона частот колебаний в сторону низких частот, в него

5 ввецено К выходных биполярных транзисторов, К полевых транзисторов и

К диодов межканальной связи, два времязадающих полевых транзистора,тактовый генератор и управляющий биполярный транзистор, причем змиттеры выходных биполярных транзисторов объединены с затворами полевых транзисторов межканальной связи и подключены к шине питания, их коллекторы — к соответствующим выходным шинам„ а базы— к средним точкам резисторных делителей четных каскадов, коллекторы инжекционно-полевых тетродов четных каскадов через диоды межканальной 2(} связи подключены к стокам полевых транзисторов межканальной связи, истоки которых соединены с коллекторами инжекционно-полевых тетродов последующих нечетных каскадов, резисторный делитель каждого четного каскада подключен к средней точке резисторного делителя предыдущего нечетного каскада, первый времяэадающий полевой транзистор подключен затвором к шине питания, стоком — к одной обкладке времязадающего конденсатора н к базам инжекционно-полевых тетродов начетных каскадов, а истоком к средней точке рези старов время зазадающей цепи и коллектору управляющего биполярного транзистора, исток и затвор второго времязадающего полевого транзистора объединены и подключены к шине питания, а его сток к другой обкладке времязадающего конденсатора и к базам инжекционнополевых тетродов четных каскадов, змиттер управляющего биполярного транзистора подключен к шине питания, а его база — к выходу тактового генератора.

2, Многоканальный мультивибратор по и 1, отличающийся тем, что базы инжекционно-полевых тетродов имеют разный тип проводимости с базами биполярных транзисторов и один тип проводимости с истоками полевых транзисторов.

3. Многоканальный мультивибратор по и. 1, отличающийся тем, что все инжекционно-полевые тетроды и полевые транзисторы расположены на одной полупроводниковой пластине.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 458088, кл. Н 03 К 3/281, 15.06.73.

2. Авторское свидетелсьство СССР

Р 593304, кл. Н 03 К 3/281, 4.08.75.

809499

+"с

Составитель Е.Мосалков

Техред М. Табакович Корректор В. Бутяга

Редактор К.Лембак

Заказ 455/75 Тираж 999 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

:-113035, Москва, Ж-35i Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент,. r.Óærîðî, ул.Проектная,4